Makalah Kimia Organik II - Protein

MAKALAH KIMIA ORGANIK II PROTEIN

Oleh : Jonathan 062107029

PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PAKUAN BOGOR 

1

KATA PENGANTAR  Makalah Kimia Organik II yang menjelaskan tentang “Protein" bertujuan untuk  memenuhi tugas Kimia Organik II, Fakultas MIPA di Universitas Pakuan tahun ajaran 2007/2008. Makalah ini antara lain berisi Latar belakang, Tujuan, Ringkasan materi, dan Kesimpulan. Puji dan Syukur penyusun panjatkan ke hadirat Tuhan YME atas segala rahmat dan karunia-Nya penyusun mampu menyelesaikan makalah ini. Pada kesempatan ini penyusun mengucapkan terima kasih kepada Bapak Yudhie Sucyadi, S.Si selaku dosen pengajar yang telah memberi masukan - masukan selama pembuatan makalah. Penyusun menyadari bahwa penulisan makalah ini tidak lepas dari kesalahan dan kekurangan. Oleh karena itu, penyusun mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk perbaikan di masa yang akan datang. Akhir kata, semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi penyusun dan pembaca pada umumnya.

Bogor, April 2009

Penyusun,

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR.....................................................................................................i DAFTAR ISI...................................................................................................................ii BAB I

PENDAHULUAN...........................................................................................1 A. Latar Belakang............................................................................................1 B. Tujuan.........................................................................................................1

BAB II RINGKASAN MATERI..................................................................................2 A. Pengertian...................................................................................................2 B. Struktur Protein...........................................................................................2 C. Fungsi Protein.............................................................................................3 D. Aplikasi Protein...........................................................................................5 BAB III PENUTUP.......................................................................................................7 A. Simpulan.....................................................................................................7 B. Saran...........................................................................................................7 DAFTAR PUSTAKA.....................................................................................................8

ii

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang

Protein (akar kata  protos dari  bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama") adalah senyawa organik  kompleks ber  bobot molekul tinggi yang merupakan  polimer  dari monomer monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur  serta fosfor. Protein  berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus. Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber  gizi, protein berperan sebagai sumber  asam amino  bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof). Protein merupakan salah satu dari  biomolekul raksasa, selain  polisakarida, lipid, dan  polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838. Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik . Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagi translasi yang dilakukan ribosom. Sampai tahap ini, protein masih "mentah", hanya tersusun dari asam amino   proteinogenik. Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi  penuh secara biologi. Kebutuhan protein bisa diperoleh dari 2 sumber bahan pangan yaitu protein hewani dan  protein nabati. Sumber terbaik protein hewani adalah daging dari mamalia, unggas, dan ikan laut. Sedangkan sumber terbaik dari protein nabati adalah dari kacang-kacangan. Bahkan dengan kemajuan teknologi, kini banyak dikembangkan sumber protein baru yang dikenal dengan protein non-konvensional seperti protein daun, protein konsentrat dan protein sel tunggal. B. Tujuan

Agar mahasiswa dan masyarakat pada umumnya mengetahui dan memahami pentingnya mengkonsumsi protein bagi kesehatan dan gizi mereka.

1

BAB II RINGKASAN MATERI A. Pengertian

Protein adalah senyawa organik  kompleks ber   bobot molekul tinggi yang merupakan  polimer dari monomer – monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan  peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur  serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus. Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber  gizi, protein berperan sebagai sumber  asam amino  bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof). Protein merupakan salah satu dari  biomolekul raksasa, selain  polisakarida, lipid, dan  polinukleotida, yang merupakan penyusun utama makhluk hidup. Selain itu, protein merupakan salah satu molekul yang paling banyak diteliti dalam biokimia. Protein ditemukan oleh Jöns Jakob Berzelius pada tahun 1838. Biosintesis protein alami sama dengan ekspresi genetik . Kode genetik yang dibawa DNA ditranskripsi menjadi RNA, yang berperan sebagai cetakan bagi translasi yang dilakukan ribosom. Sampai tahap ini, protein masih "mentah", hanya tersusun dari asam amino   proteinogenik. Melalui mekanisme pascatranslasi, terbentuklah protein yang memiliki fungsi  penuh secara biologi. Sumber – sumber protein berasal dari Daging, Ikan, Telur, Susu, dan produk sejenis Quark, Tumbuhan berbji, Suku polong-polongan dan Kentang. B.Struktur Protein

Struktur protein dapat dilihat sebagai hirarki, yaitu berupa struktur primer (tingkat satu), sekunder (tingkat dua), tersier (tingkat tiga), dan kuartener (tingkat empat). Struktur primer    protein merupakan urutan asam amino penyusun protein yang dihubungkan melalui ikatan  peptida (amida). Sementara itu, struktur sekunder protein adalah struktur tiga dimensi lokal dari  berbagai rangkaian asam amino pada protein yang distabilkan oleh ikatan hidrogen. Berbagai  bentuk struktur sekunder misalnya ialah sebagai berikut: •

alpha helix (α-helix, "puntiran-alfa"), berupa pilinan rantai asam-asam amino berbentuk 

seperti spiral;

2

•

beta-sheet ( β-sheet , "lempeng-beta"), berupa lembaran-lembaran lebar yang tersusun dari

sejumlah rantai asam amino yang saling terikat melalui ikatan hidrogen atau ikatan tiol (S-H); •

•

beta-turn, ( β-turn, "lekukan-beta"); dan  gamma-turn, (γ-turn, "lekukan-gamma").

Gabungan dari aneka ragam dari struktur sekunder akan menghasilkan struktur tiga dimensi yang dinamakan struktur tersier. Struktur tersier biasanya berupa gumpalan. Beberapa molekul  protein dapat berinteraksi secara fisik tanpa ikatan kovalen membentuk oligomer yang stabil (misalnya dimer, trimer, atau kuartomer) dan membentuk struktur kuartener. Contoh struktur  kuartener yang terkenal adalah enzim Rubisco dan insulin. Struktur primer protein bisa ditentukan dengan beberapa metode: (1) hidrolisis protein dengan asam kuat (misalnya, 6N HCl) dan kemudian komposisi asam amino ditentukan dengan instrumen amino acid analyzer , (2) analisis sekuens dari ujung-N dengan menggunakan degradasi Edman, (3) kombinasi dari digesti dengan tripsin dan spektrometri massa, dan (4) penentuan massa molekular dengan spektrometri massa. Struktur sekunder bisa ditentukan dengan menggunakan spektroskopi circular dichroism (CD) dan   Fourier Transform Infra Red (FTIR ). Spektrum CD dari puntiran-alfa menunjukkan dua absorbans negatif pada 208 dan 220 nm dan lempeng-beta menunjukkan satu puncak negatif  sekitar 210-216 nm. Estimasi dari komposisi struktur sekunder dari protein bisa dikalkulasi dari spektrum CD. Pada spektrum FTIR, pita amida-I dari puntiran-alfa berbeda dibandingkan dengan   pita amida-I dari lempeng-beta. Jadi, komposisi struktur sekunder dari protein juga bisa diestimasi dari spektrum inframerah. Struktur protein lainnya yang juga dikenal adalah domain . Struktur ini terdiri dari 40-350 asam amino. Protein sederhana umumnya hanya memiliki satu domain. Pada protein yang lebih kompleks, ada beberapa domain yang terlibat di dalamnya. Hubungan rantai polipeptida yang   berperan di dalamnya akan menimbulkan sebuah fungsi baru berbeda dengan komponen   penyusunnya. Bila struktur  domain pada struktur kompleks ini berpisah, maka fungsi biologis masing-masing komponen domain penyusunnya tidak hilang. Inilah yang membedakan struktur  domain dengan struktur kuartener. Pada struktur kuartener, setelah struktur kompleksnya

 berpisah, protein tersebut tidak fungsional. C. Fungsi Protein

Protein sendiri mempunyai banyak sekali fungsi di tubuh kita. Pada dasarnya protein menunjang keberadaan setiap sel tubuh, proses kekebalan tubuh. Setiap orang dewasa harus

3

sedikitnya mengkonsumsi 1 g protein per kg berat tubuhnya. Kebutuhan akan protein bertambah  pada perempuan yang mengandung dan atlet.atlet. Fungsi lainnya untuk membentuk jaringan tubuh dengan kandungan asam aminonya. Protein membentuk kehidupan manusia, protein selalu dihubungkan dengan mahluk hidup dan upaya untuk mengetahui bagaimana kehidupan bermula dipusatkan pada bagimana protein mulanya terbentuk. Protein berperan sebagai struktural yang membangun tubuh kita. Enzim protein memecah makanan menjadi zat gizi yang dapat digunakan sel. Sebagai anti bodi, mereka melindugi kita dari penyakit. Hormon peptida membawa pesan-pesan yang mengkoordinasi pelangsungan aktivitas tubuh dan protein melakukan lebih banyak lagi, mereka memandu perkembangn kita dimasa kanak-kanak dan memperhatikan tubuh kita selama masa dewasa. Mereka telah membuat kita menjadi individu unik sebagaimana kita sekarang. Kualitas protein didasarkan pada kemampuannya untuk menyediakan nitrogen dan asam amino bagi pertumbuhan, pertahanan dan memperbaiki jaringan tubuh. Secara umum kualitas  protein tergantung pada dua karakteristik berikut:

1.

Digestibilitas protein (untuk dapat digunakan oleh tubuh, asam amino harus dilepaskan dari komponen lain makanan dan dibuat agar dapat diabsorpsi. Jika komponen yang tidak dapat dicerna mencegah proses ini asam amino yang penting hilang bersama feses).

2.

Komposisi asam amino seluruh asam amino yang digunakan dalam sintesis protein tubuh harus tersedia pada saat yang sama agar jaringan yang baru dapat terbentuk.dengan demikian makanan harus menyediakan setiap asam amino dalam jumlah yang mencukupi untuk  membentuk as.amino lain yang dibutuhkan.

Faktor yang mempengaruhi kebutuhan protein : 1.

Perkembang jaringan Periode dimana perkembangn terjadi dengan cepat seperti pada masa janin dan kehamilan membutuhkan lebih banyak protein.

2.

Kualitas protein Kebutuhan protein dipengaruhi oleh kualitas protein makanan pola as.aminonya. Tidak ada rekomendasi khusus untuk orang-orang yang mengonsumsi protein hewani bersama protein nabati. Bagi mereka yang tidak mengosumsi protein hewani dianjurkan untuk  memperbanyak konsumsi pangan nabatinya untuk kebutuhan as.amin.

3.

Digestibilitas protein Ketersediaan as.amino dipengaruhi oleh persiapan makanan. Panas menyebabkan ikatan kimia antara gula dan as.amino yang membentuk ikatan yang tidak dapat dicerna.

4

Digestibitas dan absorpsi dipengaruhi oleh jarak antara waktu makan, dengan interval yang lebih panjang akan menurunkan persaingan dari enzim yang tersedia dan tempat absorpsi. 4.

Kandungan energi dari makanan Jumlah yang mencukupi dari karbohidart harus tersedia untuk mencukupi kebutuhan energi sehingga protein dapat digunakan hanya untuk pembagunan jaringn. Karbohidarat juga mendukung sintesis protein dengan merangsang pelepasan insulin.

5.

Status kesehatan Dapat meningkatkan kebutuhan energi karena meningkatnya katabolisme. Setelah trauma atau operasi as.amino dibutuhkan untuk pembentukan jaringan, penyembuhan luka dan  produksi faktor imunitas untuk melawan infeksi. Kecukupan akan protein yang dianjurkan untuk seseorang, umumnya berbeda-beda. Ini

tergantung pada berat badan, umur, dan jenis kelamin serta banyaknya jaringan tubuh yang masih aktif, seperti otot-otot dan kelenjar. Makin besar dan berat orang itu, semakin banyaklah jaringan aktifnya, sehingga makin banyak pula protein yang diperlukan untuk mempertahankan atau memelihara jaringan-jaringan tersebut. Kekurangan Protein bisa berakibat fatal: •

Kerontokan rambut (Rambut terdiri dari 97-100% dari Protein - Keratin)

•

Yang paling buruk ada yang disebut dengan [Kwasiorkor], penyakit kekurangan protein. Biasanya pada anak-anak kecil yang menderitanya, dapat dilihat dari yang namanya   busung lapar , yang disebabkan oleh filtrasi air di dalam pembuluh darah sehingga menimbulkan odem.Simptom yang lain dapat dikenali adalah:

•

o

hipotonus

o

gangguan pertumbuhan

o

hati lemak 

Kekurangan yang terus menerus menyebabkan marasmus dan berkibat kematian.

D. Aplikasi Protein

Alfa protein Salah satu nutrisi ‘emas’ yang terkandung dalam ASI dan membuat ASI menjadi sangat special, adalah Alfa laktalbumin, atau juga biasa disebut dengan alfa protein. Dalam ASI terdapat 2 jenis protein, yaitu Whey dan Kasein. Whey protein merupakan  jenis protein susu yang lebih mudah dicerna karena bentuknya yang lebih lembut. Sedangkan kasein adalah jenis protein susu yang lebih sulit dicerna, terutama oleh bayi dan anak, karena  bentuknya yang lebih padat. Tidak seperti susu sapi yang memiliki 20% whey dan 80% kasein, ASI memiliki 60% Whey dan 40% Kasein. Alfa protein merupakan jenis protein terbanyak yang terdapat dalam whey protein ASI.

5

Jenis whey protein lain yang terdapat dalam susu sapi adalah beta-laktoglobulin, yang merupakan jenis protein yang berpotensi untuk menyebabkan alergi pada bayi dan anak-anak. Beta-laktoglobulin ini justru tidak terdapat dalam ASI tapi banyak terdapat dalam susu sapi. Alfa protein merupakan protein utama yang terdapat fraksi Whey dalam ASI (22% dari total protein). Alfa protein juga merupakan sumber asam-asam amino esensial yang tidak bisa dibuat dalam tubuh manusia. Salah satu asam amino esensial yang banyak terdapat dalam Alfa  protein adalah asam amino triptopan yang salah satu fungsinya adalah untuk mengatur pola-pola kehidupan anak seperti pola tidur. Manfaat alfa protein antara lain : 

Meningkatkan daya cerna protein sehingga mudah diserap tubuh.



Menurunkan risiko terjadinya intoleransi karena protein susu.



Sumber asam amino (pembentuk protein) untuk membantu tumbuh kembang bayi dan anak.



Membantu meringankan kerja ginjal untuk mencerna protein.



Sumber asam amino triptophan (asam amino esensial) yang berperan dalam mengatur   pola tidur bayi dan anak.



Membantu meningkatkan bakteri baik dalam saluran pencernaan dan bisa membantu mengurasi risiko terjadinya infeksi karena bakteri.

Protein Berpendar Hijau / Green Fluorescent Protein (GPT)

Protein berpendar hijau (Green fluorescent proteins, GFP) adalah sekelompok   protein dengan struktur mirip satu sama lain yang berpendar  hijau apabila disorot/dipapar 

dengan cahaya biru. Protein ini pertama kali diisolasi dari ubur-ubur Aequorea victoria yang mampu memendarkan cahaya hijau pada tahun 1962 oleh Osamu Shimomura. "Lukisan"  pantai San Diego pada media biakan bakteri yang memiliki mutasi warna GFP yang  berbeda-beda, dibuat oleh staf laboratorium Roger Tsien Pemanfaatan GFP menjadi meluas setelah gen-gen yang bertanggung jawab atasnya berhasil ditemukan dan kemudian digunakan secara luas dalam biologi molekular  sejak tahun 1990-an berkat kerja dari Martin Chalfie dalam teknik yang dikenal sebagai reporting system ("Sistem pelaporan"). Teknik ini melibatkan sejumlah gen dengan

karakteristik khas karena menghasilkan substansi yang mudah dilacak mata, sehingga disebut gen pelapor  (reporter genes), dan bermanfaat sebagai penunjuk secara fisik atas ekspresi suatu gen tertentu pada organisme.

6

BAB III PENUTUP A. Simpulan

Protein adalah senyawa organik  kompleks ber   bobot molekul tinggi yang merupakan  polimer dari monomer – monomer asam amino yang dihubungkan satu sama lain dengan ikatan  peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur  serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus. Kebanyakan protein merupakan enzim atau subunit enzim. Jenis protein lain berperan dalam fungsi struktural atau mekanis, seperti misalnya protein yang membentuk batang dan sendi sitoskeleton. Protein terlibat dalam sistem kekebalan (imun) sebagai antibodi, sistem kendali dalam bentuk hormon, sebagai komponen penyimpanan (dalam biji) dan juga dalam transportasi hara. Sebagai salah satu sumber  gizi, protein berperan sebagai sumber  asam amino  bagi organisme yang tidak mampu membentuk asam amino tersebut (heterotrof).

Protein berperan sebagai struktural yang membangun tubuh kita. Enzim protein memecah makanan menjadi zat gizi yang dapat digunakan sel. Sebagai anti bodi, mereka melindugi

kita

dari

penyakit.

Hormon

peptida

membawa

pesan-pesan

yang

mengkoordinasi pelangsungan aktivitas tubuh dan protein melakukan lebih banyak lagi, mereka memandu perkembangn kita dimasa kanak-kanak dan memperhatikan tubuh kita selama masa dewasa. Mereka telah membuat kita menjadi individu unik sebagaimana kita sekarang. B. Saran Kecukupan akan protein yang dianjurkan untuk seseorang, umumnya berbeda beda. Ini tergantung pada berat badan, umur, dan jenis kelamin serta banyaknya jaringan tubuh yang masih aktif, seperti otot-otot dan kelenjar. Makin besar dan berat orang itu, semakin banyaklah jaringan aktifnya, sehingga makin banyak pula protein yang diperlukan untuk mempertahankan atau memelihara jaringan-jaringan tersebut. Oleh karena itu, kita harus memperhatikan kecukupan protein dalam tubuh kita dengan cukup mengkonsumsi makanan yang mengandung protein tinggi.

7

DAFTAR PUSTAKA

1.

Winarno F.G.1997. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama.

2.

http://eviefitrah.blogspot.com/2007/12/manfaat-protein-dalam-kehidupan-sehari.html

3.

http://id.wikipedia.org/wiki/Protein_berpendar_hijau

4.

http://www.wyethindonesia.com/$$Alfa%20Protein.html?menu_id=233&menu_item_id=6

5.

http://www.chem-is-try.org/tanya_pakar/mengapa-protein-begitu-penting-bagi-hidup-kita

8